实验-无源与有源滤波器

成绩信息与通信工程学院实验报告（操作性实验）课程名称：信号与系统实验题目：无源和有源滤波器一、实验目的和任务1、了解RC 无源和有源滤波器的种类、基本结构及其特性2、分析和对比无源和有源滤波器的滤波特性二、实验仪器及器件1、信号与系统实验箱2、双踪示波器三、实验内容及原理1、滤波器是对输入信号的频率具有选择性的一个二端口网络，它允许某些频率（通常是某个频带范围）的信号通过，而其它频率的信号受到衰减或抑制，这些网络可以由RLC 元件或RC元件构成的无源滤波器，也可以由RC元件和有源器件构成的有源滤波器。

2、根据幅频特性所表示的通过或阻止信号频率范围的不同，滤波器可分为低通滤波器（LPF）、高通滤波器（HPF）、带通滤波器（BPF）和带阻滤波器（BEF）四种。

把能够通过的信号频率范围定义为通带，把阻止通过或衰减的信号频率范围定义为阻带。

而通带与阻带的分界点的频率ω称为截止频率或称转折频率。

图 4-1 中的|H(jω)|为通带的电压放大倍数，cω0 为中心频率，ωcL 和ωcH 分别为低端和高端截止频率。

图4-1 各种滤波器的理想频幅特性四种滤波器的实验线路如图 4-2 所示：(a)无源低通滤波器(b)有源低通滤波器(c)无源高通滤波器(d)有源高通滤波器(e)无源带通滤波器(f)有源带通滤波器(g)无源带阻滤波器(h)有源带阻滤波器图4-2 各种滤波器的实验线路图3、图 4－3 所示，滤波器的频率特性 H（jω）（又称为传递函数），它用下式表示H(jω)=u2=A(ω)∠θ(ω)u1（4－1）式中 A（ω）为滤波器的幅频特性，θ(ω)为滤波器的相频特性。

它们都可以通过实验的方法来测量。

+U1-四、实验步骤图4-3 滤波器1、滤波器的输入端接正弦信号发生器或扫频电源，滤波器的输出端接示波器或交流数字毫伏表。

2、测试无源和有源低通滤波器的幅频特性。

（1）测试 RC 无源低通滤波器的幅频特性。

用图 4-2-1（a）所示的电路，测试 RC 无源低通滤波器的特性。

有源和无源滤波器实验报告1. 引言滤波器是信号处理中常用的工具，用于去除信号中的噪声或选择特定频率范围的信号。

滤波器可以分为有源和无源滤波器两种类型。

有源滤波器使用了一个或多个放大器来增强输入信号的能力，而无源滤波器则不使用放大器来改变信号的幅值。

本实验旨在比较有源和无源滤波器的性能差异，并对其进行测试和评估。

2. 实验目的本实验的目的是通过设计和测试有源和无源滤波器来了解它们的工作原理和性能特点，并对其进行比较。

3. 实验材料•信号发生器•电阻•电容•电感•示波器•多用表•连接线4. 实验步骤4.1 有源低通滤波器设计和测试1.根据所给的电路图，连接有源低通滤波器电路。

2.使用信号发生器产生一个频率为1000Hz的正弦波信号作为输入信号。

3.使用示波器测量输入和输出信号的幅值。

4.记录输入和输出信号的幅值，并计算增益。

5.将信号发生器的频率逐步调整，重复步骤3和4，以获得有源低通滤波器的频率响应曲线。

4.2 无源高通滤波器设计和测试1.根据所给的电路图，连接无源高通滤波器电路。

2.使用信号发生器产生一个频率为1000Hz的正弦波信号作为输入信号。

3.使用示波器测量输入和输出信号的幅值。

4.记录输入和输出信号的幅值，并计算增益。

5.将信号发生器的频率逐步调整，重复步骤3和4，以获得无源高通滤波器的频率响应曲线。

4.3 结果分析与比较1.将有源低通滤波器和无源高通滤波器的频率响应曲线进行比较。

2.分析并比较它们的增益特性、截止频率以及对不同频率信号的响应情况。

5. 实验结果实验结果如下：5.1 有源低通滤波器频率响应曲线在实验中，我们测得有源低通滤波器的频率响应曲线如下图所示：在这里插入有源低通滤波器的频率响应曲线图5.2 无源高通滤波器频率响应曲线在实验中，我们测得无源高通滤波器的频率响应曲线如下图所示：在这里插入无源高通滤波器的频率响应曲线图6. 结论通过对有源低通滤波器和无源高通滤波器的设计和测试，我们得出以下结论：- 有源滤波器能够增强输入信号的能力，具有较高的增益。

无源和有源滤波器实验报告无源和有源滤波器实验报告引言：滤波器是电子电路中常见的一个组件，它可以对信号进行处理，使得输出信号满足特定的频率响应要求。

根据电路中是否引入能量源，滤波器可以分为无源滤波器和有源滤波器两种类型。

本实验旨在通过搭建无源和有源滤波器电路，并对其进行测试和比较，以了解它们的工作原理和特性。

实验一：无源滤波器1.1 实验目的通过搭建无源滤波器电路，观察和分析其频率响应特性。

1.2 实验原理无源滤波器是指不引入能量源的滤波器，它主要由电感和电容组成。

在本实验中，我们将使用RC滤波器作为无源滤波器的代表。

RC滤波器由一个电阻和一个电容串联而成，通过改变电阻和电容的数值可以调节滤波器的截止频率。

1.3 实验步骤1）根据实验要求，选择合适的电阻和电容数值。

2）按照电路图搭建无源滤波器电路。

3）连接信号发生器和示波器，设置信号发生器输出正弦波信号。

4）逐渐调节信号发生器的频率，观察示波器上输出信号的振幅变化。

5）记录不同频率下的输出振幅，并绘制频率-振幅曲线。

1.4 实验结果与分析通过实验我们得到了频率-振幅曲线，可以看出在截止频率以下，输出信号的振幅基本保持不变，而在截止频率以上，输出信号的振幅逐渐减小。

这是因为在截止频率以下，电容对低频信号的阻抗较大，起到了滤波的作用；而在截止频率以上，电容对高频信号的阻抗较小，导致信号通过电容而无法被滤波。

实验二：有源滤波器2.1 实验目的通过搭建有源滤波器电路，观察和分析其频率响应特性。

2.2 实验原理有源滤波器是指引入能量源的滤波器，它可以通过放大器等有源元件来增强滤波效果。

在本实验中，我们将使用激励放大器和RC滤波器组成有源滤波器。

2.3 实验步骤1）根据实验要求，选择合适的电阻、电容和放大器数值。

2）按照电路图搭建有源滤波器电路。

3）连接信号发生器、放大器和示波器，设置信号发生器输出正弦波信号。

4）逐渐调节信号发生器的频率，观察示波器上输出信号的振幅变化。

rc 元器件组成的无源滤波器和有源滤波器的工作原理无源滤波器和有源滤波器是电子电路中常见的两种滤波器，它们利用不同的元器件和工作原理来实现对特定频率信号的滤波。

其中，无源滤波器是由无源元件（如电阻和电容）组成的滤波器，而有源滤波器则是由有源元件（如放大器）与无源元件组成的滤波器。

本文将从深度和广度两个方面探讨这两种滤波器的工作原理，以帮助读者更好地理解它们在电子电路中的应用。

一、无源滤波器的工作原理1. 无源滤波器的基本结构无源滤波器由电容和电感组成，通常包括低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器。

其中，电容和电感分别对应频率响应的不同特性，通过它们的组合可以实现对不同频率信号的滤波。

2. 无源滤波器的工作原理在无源滤波器中，由于没有放大器或其他有源元件来提供能量，因此滤波器的输出信号不能比输入信号的幅度更大。

它们的工作原理是基于电容和电感的频率特性，利用不同频率信号在电容和电感上的响应来实现滤波效果。

在低通滤波器中，高频信号通过电容而被阻断，而低频信号可以通过电感并输出。

3. 无源滤波器的优点和局限性无源滤波器可以实现简单的电路结构和低成本的滤波效果，但也存在着频率范围受限、无法增益信号和难以调节的局限性。

二、有源滤波器的工作原理1. 有源滤波器的基本结构有源滤波器在无源滤波器的基础上加入了放大器或其他有源元件，使得滤波器不仅能够对信号进行滤波，还能够对信号进行放大或衰减。

常见的有源滤波器包括运算放大器滤波器、晶体管滤波器和集成电路滤波器等。

2. 有源滤波器的工作原理有源滤波器利用放大器的放大和反馈作用来实现对信号的滤波效果。

在有源滤波器中，放大器提供了增益，并利用反馈网络来调节放大器的频率响应，从而实现对特定频率信号的滤波。

3. 有源滤波器的优点和局限性有源滤波器具有灵活的频率范围、可调的增益和滤波效果好等优点，但也存在着电路结构复杂、成本较高和对放大器性能要求较高的局限性。

总结回顾通过本文的介绍，我们可以更全面、深刻地理解无源滤波器和有源滤波器的工作原理。

（实验二）无源和有源滤波器实验目的：1.了解无源滤波器和有源滤波器的基本原理2.熟练掌握RC、RL、RCL、LPF、HPF、BPF、BSF等滤波器的设计与实现3.通过实验掌握电容和电感的电气特性及其滤波器的设计和制作实验仪器：示波器、信号发生器、电容测试仪、电阻测试仪、电感测试仪实验内容：一、无源滤波器1.RC滤波器（1）低通滤波器：从信号发生器输出的正弦波接到电路的输入端，同时连接示波器探头，把探头分别接到电容器C和电阻R两端，调整信号发生器的频率，观察示波器上正弦波的振幅与频率变化，得到RC滤波器的减频特性曲线。

（2）高通滤波器：同样连接电路并调整信号发生器频率，示波器上高通滤波器输出电压的振幅随着频率的变化而发生变化，得到高通滤波器的增频特性曲线。

2.RL滤波器仿照RC滤波器的示范，再借助于电感L，设计和实现一个低通RL滤波器，同样测试示波器的输出特性曲线。

3.RCL滤波器结合RC和RL滤波器的经验，接入电容C和电感L以及电阻R，基本组合形式有π型/△型/串联型/并联型。

并分别实现和调试它们的滤波器特性。

二、有源滤波器1.甲类和乙类滤波器分别设计和实现比较典型的甲类和乙类无源滤波器。

将信号发生器的正弦波接入有源滤波器的输入端，选择并连接合适的电容和电阻，再选择一个适当的放大器反馈电路，经过放大器的功率放大和滤波器的频谱滤波，输出筛选后的高清正弦波到示波器。

2.低通/高通/带通/带阻滤波器设计从理论上推导出差分放大器电路的频率响应函数，根据函数形式选择合适的电容和电阻，设计并制作差分放大器，最后通过实测数据检验其频率响应的有效性和准确性。

3.低通/高通/带通/带阻滤波器实验在购买好的AD623差分放大器芯片的基础上，结合理论计算和模拟仿真结果，选择合适的电容和电阻参数，将芯片安装在面包板上，经过电阻电容网络的选取和调试，制作出低通/高通/带通/带阻滤波器，逐一测试滤波器的性质和曲线特性。

无源滤波器和有源滤波器实验报告无源滤波器和有源滤波器实验报告引言滤波器在电子领域中起着至关重要的作用，它可以帮助我们去除信号中的噪声，提高信号的质量。

无源滤波器和有源滤波器是两种常见的滤波器类型，它们在电路结构和性能特点上有所不同。

本实验旨在通过搭建无源滤波器和有源滤波器电路，比较它们的滤波效果和特点。

实验一：无源滤波器无源滤波器是由被动元件（如电阻、电容、电感）构成的滤波电路。

在本实验中，我们选择了RC低通滤波器进行研究。

1. 实验目的通过搭建RC低通滤波器电路，研究其频率特性和滤波效果。

2. 实验步骤a. 准备工作：收集所需器件和元件，包括电源、电阻、电容、示波器等。

b. 搭建电路：按照电路图连接电阻和电容，接入电源和示波器。

c. 调节参数：调节电源电压和示波器参数，使电路正常工作。

d. 测试频率响应：输入不同频率的信号，观察输出波形和幅度变化。

3. 实验结果通过实验观察，我们得到了RC低通滤波器的频率响应曲线。

在低频情况下，输出信号基本与输入信号保持一致；而在高频情况下，输出信号的幅度会逐渐降低，起到了滤波的作用。

这是因为电容器在高频情况下的阻抗较小，导致信号通过电容器的路径而绕过电阻。

实验二：有源滤波器有源滤波器是由主动元件（如运算放大器）和被动元件组成的滤波电路。

在本实验中，我们选择了Sallen-Key低通滤波器进行研究。

1. 实验目的通过搭建Sallen-Key低通滤波器电路，研究其频率特性和滤波效果。

2. 实验步骤a. 准备工作：收集所需器件和元件，包括电源、运算放大器、电阻、电容、示波器等。

b. 搭建电路：按照电路图连接运算放大器、电阻和电容，接入电源和示波器。

c. 调节参数：调节电源电压和示波器参数，使电路正常工作。

d. 测试频率响应：输入不同频率的信号，观察输出波形和幅度变化。

3. 实验结果通过实验观察，我们得到了Sallen-Key低通滤波器的频率响应曲线。

与RC滤波器相比，Sallen-Key滤波器具有更好的滤波效果和增益稳定性。

有源无源滤波器实验报告实验目的，通过实验，掌握有源和无源滤波器的基本原理和特点，了解其在电路中的应用。

一、实验原理。

有源滤波器是利用放大器的放大作用和反馈作用，通过RC、RL等滤波电路实现滤波功能。

无源滤波器是利用电感、电容等被动元件组成的滤波电路实现滤波功能。

有源滤波器一般具有较高的输入电阻和较低的输出电阻，可以满足各种输入输出阻抗的匹配。

无源滤波器一般具有较低的输入电阻和较高的输出电阻，适合于与高阻抗的负载匹配。

二、实验仪器和器件。

1. 信号发生器。

2. 示波器。

3. 电阻、电容、电感。

4. 运算放大器。

5. 电路板、连接线等。

三、实验内容。

1. 有源低通滤波器的实验。

（1）按照实验电路图连接电路；（2）调节信号发生器的频率和幅值，观察输出波形，并记录实验数据；（3）分析实验数据，得出有源低通滤波器的频率特性曲线。

2. 无源高通滤波器的实验。

（1）按照实验电路图连接电路；（2）调节信号发生器的频率和幅值，观察输出波形，并记录实验数据；（3）分析实验数据，得出无源高通滤波器的频率特性曲线。

四、实验结果与分析。

通过实验数据的记录和分析，我们得出了有源低通滤波器和无源高通滤波器的频率特性曲线。

可以清楚地看到，在一定频率范围内，有源滤波器和无源滤波器对信号的响应特性，从而验证了它们的滤波功能。

五、实验总结。

通过本次实验，我们深入理解了有源和无源滤波器的原理和特点，掌握了它们在电路中的应用。

同时，通过实验操作，提高了我们的动手能力和实验数据处理能力。

六、实验心得。

本次实验让我对有源无源滤波器有了更深入的了解，也提高了我的实验操作能力和数据分析能力。

在未来的学习和工作中，我会更加注重理论与实践相结合，不断提高自己的专业能力。

以上就是本次有源无源滤波器实验的实验报告，希望能对大家有所帮助。

无源与有源滤波器实验报告《无源与有源滤波器实验报告》实验背景：滤波器是一种能够滤除特定频率信号的电路元件，它在电子领域中有着广泛的应用。

在本次实验中，我们将探究无源与有源滤波器的工作原理和性能特点，并进行实验验证。

实验目的：1. 了解无源滤波器和有源滤波器的基本原理；2. 掌握无源滤波器和有源滤波器的性能特点；3. 进行实验验证，观察滤波器对不同频率信号的滤波效果。

实验原理：无源滤波器是指不包含放大器元件的滤波器，其工作原理主要依靠电容、电感和电阻等被动元件来实现信号的滤波。

而有源滤波器则包含放大器元件，能够在滤波过程中对信号进行放大和处理。

实验步骤：1. 搭建无源RC低通滤波器电路，输入不同频率的正弦信号，观察输出波形；2. 搭建有源RC低通滤波器电路，输入相同频率的正弦信号，观察输出波形；3. 对比无源和有源滤波器的频率特性和幅频特性，记录实验数据；4. 分析实验结果，总结无源和有源滤波器的性能特点。

实验结果：通过实验观察和数据记录，我们发现无源滤波器和有源滤波器在滤波效果上存在一定差异。

无源滤波器在滤波效果上受到元件损耗和放大器增益的限制，而有源滤波器能够通过放大器对信号进行放大和处理，具有更好的滤波性能。

实验结论：无源滤波器和有源滤波器在滤波效果和性能特点上存在一定差异，根据实际需求选择合适的滤波器对信号进行处理是非常重要的。

在实际应用中，需要根据具体的电路设计和信号处理要求来选择无源滤波器或有源滤波器，以达到最佳的滤波效果和性能表现。

通过本次实验，我们对无源与有源滤波器的工作原理和性能特点有了更深入的了解，这将有助于我们在实际应用中更好地选择和设计滤波电路，提高信号处理的效率和质量。

无源与有源滤波器实验报告无源与有源滤波器实验报告引言：滤波器是电子电路中常见的元件，用于去除信号中的噪声或者选择特定频率范围内的信号。

在本次实验中，我们将研究无源和有源滤波器的性能和特点。

一、实验目的本次实验的目的是通过搭建无源和有源滤波器电路，观察和比较它们的频率响应、增益和相位特性，以及对不同频率信号的滤波效果。

二、实验材料和方法实验所需材料包括电源、电阻、电容、运放等元件，以及示波器、信号发生器等仪器。

实验中我们将使用RC低通滤波器和运放反相放大器构建无源和有源滤波器电路。

三、实验步骤与结果分析1. 无源滤波器实验首先，我们搭建了一个RC低通滤波器电路。

通过调节电阻和电容的数值，我们可以改变滤波器的截止频率。

实验中我们将截止频率设置为1kHz，并输入不同频率的正弦信号。

通过示波器观察输出信号的波形和频率响应曲线，我们发现滤波器对高于截止频率的信号有较强的抑制作用，而对低于截止频率的信号则基本保持不变。

这表明无源滤波器具有低通滤波的特性。

2. 有源滤波器实验接下来，我们使用运放构建了一个反相放大器电路，并将其连接到RC低通滤波器的输出端。

通过调节运放的增益和截止频率，我们可以改变有源滤波器的性能。

在实验中，我们发现有源滤波器具有更高的增益和更好的频率响应。

当增益设置适当时，有源滤波器可以在保持信号的基本形态的同时，增强或减弱特定频率范围内的信号。

这种特性使得有源滤波器在音频放大和音响系统中得到广泛应用。

四、实验结论通过本次实验，我们对无源和有源滤波器有了更深入的了解。

无源滤波器适用于简单的低频滤波需求，具有简单、稳定的特点；而有源滤波器则适用于需要更高增益和更复杂滤波效果的应用。

然而，我们也要注意到有源滤波器在实际应用中可能会引入更多的噪声和失真，因此在设计和选择滤波器时需要综合考虑各种因素。

总之，滤波器作为电子电路中重要的组成部分，对信号处理起着关键的作用。

通过本次实验，我们对滤波器的原理和性能有了更深入的了解，这对我们今后的学习和应用将起到积极的促进作用。